DE19643378C5

DE19643378C5 - Copper alloy product and process for its production

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Publication number: DE19643378C5
Application number: DE19643378A
Authority: DE
Inventors: Dong Woo Ulsan Lee; In Dal Anyang Kim
Original assignee: Poongsan Corp
Current assignee: Poongsan Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: US5846346A; KR970043210A; DE19643378C2; DE19643378A1; KR0157257B1

Abstract

Produkt aus einer Kupferlegierung mit hoher Festigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit mit gehemmtem Ausscheidungswachstum, die aus 0,5–4,0% Nickel (Ni), 0,1–1,0% Silizium (Si), 0,05–0,8% Zinn (Sn) sowie verbleibendem Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei Nickel (Ni) bis zu 1% durch Eisen (Fe) oder Kobalt (Co) ersetzbar ist, wobei die Größe der Ausscheidungspartikel in dem Produkt weniger als 0,5 μm beträgt,
die Ausscheidungspartikelanzahl in dem Produkt zwischen 19 und 32 pro 100 μm² liegt,
und das Produkt nach einem Verfahren ohne Vergütungsbehandlung mit folgenden Schritten hergestellt ist:
– Schmelzen und Gießen von Ausgangsmaterialien zu einem Block bzw. Barren aus 0,5–4,0% Nickel (Ni), 0,1–1,0% Silizium (Si), 0,05–0,8% Zinn (Sn) sowie verbleibendem Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei Nickel (Ni) bis zu 1% durch Eisen (Fe) oder Kobalt (Co) ersetzbar ist;
– Oberflächenbehandeln und Kaltwalzen des Barrens;
– Glühen des kaltgewalzten Barrens bei einer Temperatur im Bereich von...Product of high strength, high electrical conductivity copper alloy with inhibited precipitation growth consisting of 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8 % Tin (Sn) and the balance of copper and unavoidable impurities, with nickel (Ni) being replaceable up to 1% by iron (Fe) or cobalt (Co), the size of the precipitate particles in the product being less than 0.5 μm is,
the number of precipitate particles in the product is between 19 and 32 per 100 μm ² ,
and the product is prepared by a process without a tempering treatment, comprising the following steps:
Melting and casting of starting materials into a billet of 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8% tin (Sn ) and the balance of copper and unavoidable impurities, with nickel (Ni) up to 1% being replaceable with iron (Fe) or cobalt (Co);
- Surface treatment and cold rolling of the billet;
Annealing the cold rolled billet at a temperature in the range of ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Produkt aus einer Kupferlegierung der Cu-Ni-Si-Gruppe mit hoher mechanischer Festigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The The present invention relates to a product of a copper alloy the Cu-Ni-Si group with high mechanical strength and high electrical conductivity and a method for its production.

Bekanntlich benötigt eine Legierung auf Kupferbasis eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit bzw. Bruchfestigkeit für Anwendungen z. B. als Leiterrahmen oder Systemträger von elektronischen Komponenten, wie etwa integrierte und hochintegrierte Halbleiterschaltungen und -bauelemente, sowie für Anwendungen als mechanisch stabile elektrische Komponenten. Ein Systemträger für Halbleiterbauelemente, welcher eine wesentliche Rolle bei der Kapselung einer integrierten Schaltung spielt, wird aus einer Rolle aus dünnem Blech durch Stanzen oder chemisches Ätzen gewonnen. Dieser Systemträger hält die Anordnung einzelner Komponenten während des Zusammenbaus in Position und wird ferner ein Teil eines integrierten Schaltkreises nach dem Umgeben bzw. Umspritzen der elektronischen Komponenten mit Kunststoff. Nach diesem Spritzvorgang werden Beinchen des Systemträgers mit Zinn und/oder Blei zur Oberflächenstabilisation beschichtet.generally known needed a copper-based alloy has high electrical conductivity and a high mechanical strength or breaking strength for applications z. B. as a lead frame or system carrier of electronic components, such as integrated and highly integrated semiconductor circuits and components, as well as for Applications as mechanically stable electrical components. One system support for semiconductor devices, which plays an essential role in the encapsulation of an integrated Circuit plays, is made from a roll of thin sheet metal by punching or chemical etching won. This system carrier holds the arrangement individual components during the assembly in position and will also be part of an integrated Circuit after surrounding or encapsulating the electronic Components with plastic. After this injection process are Beinchen of the system carrier coated with tin and / or lead for surface stabilization.

Da einige neuere Halbleiterkomponenten bei Temperaturen von mehr als 100 Grad Celsius verwendet werden, wird auch die thermische Stabilität derartiger Komponenten immer wichtiger. Daher sind als Materialeigenschaften für Anwendungen als Leiter, insbesondere als Systemträger für Halbleiterbauelemente notwendig: hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, exzellenter thermischer Erweichungswiderstand, d. h. hoher Schmelzpunkt, sowie gutes Lötverhalten und Elektroplattierungs- bzw. Galvanisierungsverhalten. Insbesondere nehmen mit zunehmender Automatisierung des Halbleiter-Kapselungsverfahrens auch die Anforderungen an die Festigkeit bzw. Bruchfestigkeit des Materials zu.There some newer semiconductor components at temperatures greater than 100 degrees Celsius are used, the thermal stability of such Components increasingly important. Therefore, as material properties for applications as a conductor, in particular as a system carrier for semiconductor devices necessary: high electrical and thermal conductivity, excellent thermal Softening resistance, d. H. high melting point, as well as good soldering behavior and electroplating performance. Especially take with increasing automation of the semiconductor encapsulation process also the requirements for the strength or breaking strength of Materials too.

Das bekannteste Material für derartige Anwendungen ist das sog. C7025-Material (eine Cu-Ni-Si-Mg-Legierung) von Olin. Dieses Material ist jedoch schwierig herzustellen aufgrund seiner nicht-einheitlichen Zusammensetzung und zunehmender Viskosität der Schmelze, welche von einem Oxidationsverlust des 0,15%igen Mg-Gehaltes während des Schmelzvorganges herrührt.The best known material for such applications is the so-called C7025 material (a Cu-Ni-Si-Mg alloy) from Olin. However, this material is difficult to produce due to its non-uniform composition and increasing viscosity of the melt, which of an oxidation loss of the 0.15% Mg content during the Melting process.

In der Zwischenzeit sind auch aushärtbare Legierungen nach dem Ausscheidungsverfahren bekannt geworden, wie etwa die sog. Corson-Gruppe-Legierungen (0,5–4,0% Nickel (Ni); 0,1–1,0% Silizium (Si) und Kupfer als Rest (Cu)) sowie ein weiteres Material, welches in der japanischen Offenlegungsschrift JP-OS S60-45698 von Nihon Kougyo bekanntgeworden ist.In the meantime, curable alloys have also become known after the precipitation process, such as the so-called Corson Group alloys (0.5-4.0% nickel (Ni); 0.1-1.0% silicon (Si) and Copper as balance (Cu)) and another material disclosed in Japanese Laid-Open Publication JP-OS S60-45698 by Nihon Kougyo has become known.

Das aus der letztgenannten Druckschrift bekannte Material wird aus einer Zusammensetzung von Cu-Ni-Si mit 14 ausgewählten Zusätzen hergestellt und weist eine Ausscheidungspartikelgröße von 1–5 μm auf. Bei dem hierfür vorgeschlagenen Herstellungsverfahren wird ein Heißwalzvorgang bei etwa 800 Grad Celsius an einem Legierungsbarren bzw. -block durchgeführt – nachfolgend als ”Vergütungs- bzw. Lösungsglühen” bezeichnet. Ferner wird eine Oberflächenbehandlung, ein Kaltwalzvorgang, ein Ausheilen bei 800 Grad Celsius, ein erneuter Kaltwalzvorgang sowie ein Veredelungsvorgang für 6 Stunden bei 420 Grad Celsius durchgeführt. Die vorgeschlagene bekannte Legierung möchte zwar das Antikorrosionsverhalten der Legierung sowie deren Festigkeit und die Verteilung von grobkörnigen Ausscheidungspartikeln verbessern. Nirgendwo wird jedoch die Unterdrückung bzw. Hemmung von Ausscheidungen und deren Wachstum angesprochen. Außerdem benötigt die bekannte Legierung das genannte Vergütungsglühen, was die Herstellungskosten entscheidend in die Höhe treibt.The From the latter document known material is made of a Composition of Cu-Ni-Si made with 14 selected additives and has a precipitate particle size of 1-5 microns. at for this proposed manufacturing method is a hot rolling process at about 800 degrees Celsius on an alloy ingot or block carried out - below as "remuneration or Solution annealing ". Furthermore, a surface treatment, a cold rolling process, annealing at 800 degrees Celsius, another Cold rolling and a refining process carried out for 6 hours at 420 degrees Celsius. The Although proposed known alloy would like the anti-corrosion behavior the alloy and its strength and the distribution of coarse-grained precipitate particles improve. Nowhere, however, is the suppression or inhibition of excreta and their growth addressed. In addition, the known alloy needed that annealing annealing, what significantly increases the cost of production.

Aber auch die durch Aushärtung hergestellte Corson-Gruppe-Legierungen erreichen eine Verbesserung der Festigkeit und elektrischen Leitfähigkeit allein durch eine Veredelung, welche die zuvor genannte Wäremebehandlung voraussetzt.But also by curing manufactured Corson Group alloys achieve an improvement strength and electrical conductivity solely by refinement, which the aforementioned heat treatment presupposes.

Ferner offenbart Patents Abstracts of Japan, C-518, 3. August 1998, Vol. 12/Nr. 283, JP 63-62 834 A eine Kupferlegierung der eingangs genannten Art. Diese ist lediglich bezüglich ihrer Bestandteile Nickel (0,4–4%) und Silizium (0,1–1%) genauer definiert. Neben diesen Bestandteilen soll die Legierung noch weitere Bestandteile in der Menge von 0,001–3,0% aufweisen können. Einer dieser möglichen Bestandteile ist Zinn. Die Veröffentlichung enthält aber keine Ausführungen zu der Ausscheidungsgröße in Produkten, die mit diesen Legierungen erzeugt werden. Insbesondere ist in der Veröffentlichung kein Produkt genannt, das eine feine Ausscheidungsgröße aufweist. Auch lassen die zu der offenbarten Kupferlegierung angegebenen Eigenschaften nicht auf eine feine Ausscheidungsgröße schließen, da die Werte für die elektrische Leitfähigkeit und die mechanische Festigkeit relativ hoch sind.Further, Patent Abstracts of Japan, C-518, August 3, 1998, Vol. 12 / No. 283, JP 63-62 834 A a copper alloy of the type mentioned. This is only more precisely defined with respect to their constituents nickel (0.4-4%) and silicon (0.1-1%). In addition to these components, the alloy should be able to have further constituents in the amount of 0.001-3.0%. One of these possible ingredients is tin. However, the publication does not contain any explanation of the precipitate size in products made with these alloys. In particular, no product is mentioned in the publication which has a fine precipitate size. Also, the properties given to the disclosed copper alloy do not indicate a fine precipitate size since the values for the electrical conductivity and the mechanical strength are relatively high.

Auch die US 4,337,089 offenbart eine Kupferlegierung der einleitend genannten Art. Die Größe der Ausscheidungspartikel in einem Produkt aus der offenbarten Kupferlegierung ist jedoch nicht thematisiert. Auch ist das offenbarte Herstellungsverfahren, bei welchem ein erstes Glühen bei 300–395°C für eine Stunde durchgeführt wird, nicht geeignet, feine Ausscheidungspartikel zu erhalten. Die bekannte Legierung basiert vielmehr auf der Überlegung, durch die Einstellung eines gewissen Sn-Gehalts die gewünschte hohe Leitfähigkeit zu erzielen.Also the US 4,337,089 discloses a copper alloy of the aforementioned kind. However, the size of the precipitate particles in a product of the disclosed copper alloy is not discussed. Also, the disclosed manufacturing method in which a first annealing is performed at 300-395 ° C for one hour is not suitable for obtaining fine precipitate particles. Rather, the known alloy is based on the idea of achieving the desired high conductivity by setting a certain Sn content.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Legierung der eingangs genannten Art mit verbesserten mechanischen und elektrischen Eigenschaften sowie ein einfaches Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.The The present invention aims to provide an alloy of the mentioned type with improved mechanical and electrical properties and to provide a simple process for their preparation.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 2. Beispielhafte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The Invention achieves this object by the subject-matter of claims 1 and 2. Exemplary preferred embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Danach enthält ein erfindungsgemäßes Produkt aus einer Kupferlegierung mit hoher Festigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit mit gehemmtem Ausscheidungswachstum 0,5–4,0% Nickel (Ni), 0,1–1,0% Silizium (Si), 0,05–0,8% Zinn (Sn) sowie den verbleibenden Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen, wobei die Größe der Ausscheidungspartikel in dem Produkt weniger als 0,5 μm beträgt.After that contains a product according to the invention Made of a copper alloy with high strength and high electrical conductivity with inhibited excretion growth 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8% Tin (Sn) as well as the remainder copper and unavoidable Impurities, the size of the excretory particles in the product less than 0.5 μm is.

Dabei sind die Prozentangaben für die hier genannten Zusammensetzungen in Gewichtsprozent zu verstehen.there are the percentages for to understand the compositions mentioned herein in weight percent.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Produktes aus einer Kupferlegierung umfaßt ohne Vergütungsbehandlung folgende Schritte:

– Schmelzen und Gießen von Ausgangsmaterialien zu einem Block bzw. Barren mit 0,5–4,0% Nickel (Ni), 0,1–1,0% Silizium (Si), 0,05–0,8% Zinn (Sn) und den verbleibenden Rest Kupfer sowie unvermeidbare Verunrei nigungen;
– Oberflächenbehandeln und Kaltwalzen des Barrens;
– Glühen des kaltgewalzten Barrens bei einer Temperatur im Bereich von 450–550°C für 5 bis 12 Stunden;
– Kaltwalzen des dem Ausscheidungsprozess unterworfenen Materials; und
– Ausheilungen der kaltgewalzten Legierung bei einer Temperatur im Bereich von 350 bis 550°C für weniger als 90 Sekunden.

The process according to the invention for producing such a product from a copper alloy comprises, without a tempering treatment, the following steps:

Melting and casting of starting materials into a billet with 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8% tin (Sn ) and the remainder of copper, as well as unavoidable impurities;
- Surface treatment and cold rolling of the billet;
Annealing the cold rolled billet at a temperature in the range of 450-550 ° C for 5 to 12 hours;
- Cold rolling of the material subjected to the precipitation process; and
Annealing the cold-rolled alloy at a temperature in the range of 350 to 550 ° C for less than 90 seconds.

Demnach realisiert die vorliegende Erfindung eine hochleitende Kupferlegierung mit exzellenten mechanischen und physikalischen Eigenschaften einschließlich exzellentem thermischem Erweichungswiderstand, bei welchem die Ausscheidungspartikel aufgrund der Tatsache, daß das Anwachsen der Ausscheidungen unterdrückt bzw. gehemmt wird, fein verteilt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer derartigen hochwertigen Kupferlegierung wird keinerlei Vergütungs- bzw. Lösungsglühbehandlung benötigt.Therefore The present invention realizes a highly conductive copper alloy with excellent mechanical and physical properties including excellent thermal softening resistance at which the exudate particles due to the fact that the Growth of the excretions is suppressed or inhibited, fine are distributed. In the inventive method for producing a Such high-quality copper alloy is no remuneration or solution heat needed.

Die erfindungsgemäße hochwertige und hochleitende Kupferlegierung sowie das Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kupferlegierung vermeidet somit eine oder mehrere der mit den einleitend genannten bekannten Legierungen bzw. Verfahren zusammenhängenden Einschränkungen und Nachteile.The inventive high quality and high conductivity copper alloy, and the method of production such a copper alloy thus avoids one or more with the well-known known alloys or methods related restrictions and disadvantages.

Bei einer Variante der verwendeten Legierung wird das Element Nickel bis zu 1% durch Eisen (Fe) oder Kobalt (Co) ersetzt.at In one variant of the alloy used, the element becomes nickel Up to 1% is replaced by iron (Fe) or cobalt (Co).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele dargelegt. Diese ergeben sich unmittelbar aus der nachfolgenden Beschreibung, erst recht aber durch ein Nacharbeiten der Erfindung. Die Zielsetzungen und weitere Vorteile der Erfindung werden realisiert durch die Struktur, welche im Detail in der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen als auch in den beigefügten Zeichnungen angegeben ist.Further Features and advantages of the invention will be apparent in connection with the set forth below description of preferred embodiments. These result directly from the following description, but especially by reworking the invention. The objectives and further advantages of the invention are realized by the structure, which in detail in the following description and in the claims as well as in the attached Drawings is indicated.

Es versteht sich, daß die vorstehende und nachfolgende Beschreibung der Erfindung beispielhaft ist und zur weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dient.It understands that the above and below description of the invention by way of example is and for further explanation the claimed invention is used.

Die beigefügten Zeichnungen, welche zum Verständnis der Erfindung beitragen sollen und als Teil dieser Beschreibung eingefügt sind, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Grundgedanken der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:The attached Drawings for understanding of the invention and as part of this description added are exemplary embodiments illustrate of the invention and together with the description of the explanation of the Basic idea of the invention. In the drawing show:

1 einen Kurvenverlauf einer erfindungsgemäßen Kupferlegierung, bei welcher mechanische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Dehnung bzw. Härte gegenüber Temperatur aufgetragen ist; 1 a curve of a copper alloy according to the invention, in which mechanical properties, such as tensile strength, elongation or hardness is plotted against temperature;

2 eine mikroskopische Ansicht (3000-fache Vergrößerung) eines kaltgewalzten Ausschnittes einer Kupferlegierung ohne Vergütungsglühen; 2 a microscopic view (3000 times magnification) of a cold-rolled section of a copper alloy without annealing;

3 eine mikroskopische Ansicht (3000-fache Vergrößerung) eines kaltgewalzten Ausschnittes einer erfindungsgemäßen Kupferlegierung mit Vergütungsglühen; 3 a microscopic view (3000x magnification) of a cold-rolled section of a copper alloy according to the invention with annealing;

4 eine mikroskopische Ansicht der Kupferlegierung von 2, welche eine Verteilung von Ausscheidungen nach einem Veredelungsvorgang zeigt; 4 a microscopic view of the copper alloy of 2 showing a distribution of excretions after a refining operation;

5 eine mikroskopische Ansicht der Kupferlegierung von 3, welche eine Ausscheidungsverteilung nach einem Veredelungsvorgang zeigt; 5 a microscopic view of the copper alloy of 3 showing an excretion distribution after a refining operation;

6 eine mikroskopische Ansicht der Kupferlegierung von 4, welche Größe und Verteilung von Ausscheidungen nach einem Kaltwalzvorgang zeigt; 6 a microscopic view of the copper alloy of 4 showing the size and distribution of precipitates after a cold rolling operation;

7 eine mikroskopische Ansicht der C7025-Legierung von Olin, welche Größe und Verteilung von Ausscheidungen zeigt; 7 a microscopic view of the Olin C7025 alloy showing size and distribution of precipitates;

8 eine mikroskopische Ansicht der PMC102-Legierung, welche Größe und Verteilung von Ausscheidungen zeigt; und 8th a microscopic view of the PMC102 alloy showing size and distribution of precipitates; and

9 eine mikroskopische Ansicht der CC101-Legierung, welche Größe und Verteilung von Ausscheidungen zeigt. 9 a microscopic view of the CC101 alloy showing size and distribution of precipitates.

Es wird nun im Detail auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eingegangen, welche beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.It will now be described in detail on the preferred embodiments of the present invention Invention, which by way of example in the accompanying drawings are shown.

Eine Kupferlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Leitfähigkeit nach der vorliegenden Erfindung besteht aus 0,5–4,0% Nickel (Ni), 0,1–1,0% Silizium (Si), 0,05–0,08% Zinn (Sn) und als jeweils verbleibender Rest Kupfer (Cu) mit unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Kupferlegierung eine Verteilung von Ausscheidungspartikeln mit einer Größe unterhalb von 0,5 μm aufweist. Wie bereits einleitend erwähnt wurde, sind Cu-Ni-Si-Legierungen an sich bekannt, wie etwa die sog. Corson-Gruppe Legierung. Daher sind weitergehende Ausführungen hinsichtlich der Ni- und Si-Zusammensetzungen nicht notwendig.A Copper alloy with high strength and high conductivity According to the present invention consists of 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.08% Tin (Sn) and as each remaining remainder copper (Cu) with unavoidable Impurities, wherein the copper alloy is a distribution of Ausscheidungspartikeln having a size below 0.5 microns. As mentioned in the introduction has been known, Cu-Ni-Si alloys are known per se, such as the so-called. Corson group alloy. Therefore, further explanations in terms of Ni and Si compositions unnecessary.

Nach der vorliegenden Erfindung wird z. B. einer Corson-Gruppe-Legierung 0,05–0,8% Zinn (Sn) hinzugefügt, um das Wachstum von Ausscheidungen zu unterdrücken bzw. zu hemmen, was im Ergebnis zu einer feinen Verteilung der Ausscheidungen führt. Ist der Sn-Zusatz kleiner als 0,05%, ergibt sich kein Feinverteilungseffekt; ist der Sn-Zusatz andererseits oberhalb von 0,8%, ist die Steigerung des Feinverteilungseffektes im Vergleich zur Menge des zusätzlichen Sn gering und kann ferner eine geringere Leitfähigkeit bewirken.To the present invention is z. B. a Corson group alloy 0.05-0.8% Added tin (Sn), to suppress or inhibit the growth of excretions Result leads to a fine distribution of excretions. is the Sn addition is less than 0.05%, there is no fine distribution effect; On the other hand, if the Sn addition is above 0.8%, the increase is of the fine distribution effect compared to the amount of additional Sn low and can also cause a lower conductivity.

Nach einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird die Größe der Ausscheidungspartikel auf kleiner als 0,5 μm begrenzt. Mit den feinen Ausscheidungspartikeln wird die Teilchendichte insgesamt hoch. Aufgrund dieser Eigenschaft hat die erfindungsgemäße Kupferlegierung ein gutes Lötverhalten und gutes Elektroplattierungs- bzw. Galvanisierungsverhalten und in Verbindung mit den fein verteilten Ausscheidungen eine hervorragende Bearbeitbarkeit, einen hohen thermischen Erweichungswiderstand und hohe Festigkeit bzw. Federhärte bezüglich der Materialeastizität. Außerdem zeigt sich bei der erfindungsgemäßen Legierung im nachfolgenden Prozeß die gleich große Ausscheidungstendenz bzw. -kraft wie bei einem einer Vergütungsbehandlung, insbesondere einem Vergütungsglühen, unterworfenen Material – und zwar ohne derartige aufwendige Behandlung.To One of the features of the present invention is the size of the exudate particles smaller than 0.5 μm limited. With the fine precipitation particles, the particle density becomes high overall. Because of this property, the copper alloy of the present invention a good soldering behavior and good electroplating performance and in conjunction with the finely divided precipitates a superb Machinability, a high thermal softening resistance and high strength or spring hardness in terms of the material asterisk. Furthermore shows in the alloy according to the invention in subsequent process the same size Exhaustion tendency or force as in a tempering treatment, in particular a tempering annealing, subject material - namely without such elaborate treatment.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Kupferlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Leitfähigkeit erläutert.following is a method for producing the copper alloy according to the invention explained with high strength and high conductivity.

Die Verbindung Cu-Ni-Si-Sn wird geschmolzen und weiterverarbeitet, um die zuvor erwähnte Zusammensetzung zu erhalten. Während dieses Verarbeitungsvorganges werden weniger als 1,0% Zink (Zn) sowie jeweils bis zu 0,1% Phosphor (P), Magnesium (Mg) bzw. Zirkonium (Zr) als Deoxidationsmittel hinzugefügt. Dabei wird reines Zn in Barrenform, P in Form von CuP 15, Mg in Form von CuMg 10 und Zr in Form von CuZr 50 während des Schmelzvorganges zugefügt. In der obigen Zusammensetzung kann Ni bis zu 1% mit Eisen (Fe) oder Cobalt (Co) ersetzt werden. Die vorliegende erfindungsgemäße Zusammensetzung kann – in den Grenzen innerhalb eines Bereiches, in dem eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 40% IACS zugesichert ist – neben den oben genannten Elementen auch unvermeidbare Verunreinigungen bis zu 0,05% enthalten, solange die Verunreinigungen die elektrische Leitfähigkeit ihrer Art nach nicht negativ beeinflussen.The compound Cu-Ni-Si-Sn is melted and processed to obtain the aforementioned composition. During this processing, less than 1.0% zinc (Zn) and up to 0.1% phosphorus (P), magnesium (Mg) and zirconium (Zr), respectively, are added as the deoxidizer. In this case, pure Zn in bar form, P in the form of CuP 15, Mg in the form of CuMg 10 and Zr in the form of CuZr 50 added during the melting process. In the above composition, Ni can be replaced up to 1% with iron (Fe) or cobalt (Co). The present composition of the present invention may contain unavoidable impurities up to 0.05% in the limits within a range in which an electrical conductivity of more than 40% IACS is assured, in addition to the above-mentioned elements, as long as the impurities have the electrical conductivity of their Kind of not affect negatively.

Eine auf diese Weise hergestellte Schmelze wird zu einem Barren bzw. Ingot gegossen. Der Barren wird sodann oberflächenbehandelt, bis zu einer bestimmten Dicke kaltgewalzt, einem Ausscheidungsprozeß für 5–12 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 450–520 Grad Celsius unterworfen, erneut kaltgewalzt und schließlich einem Ausheilungsprozeß unter Spannung, z. B. unter Zugbeanspruchung, für weniger als 90 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich von 350–550 Grad Celsius unterworfen.A melt produced in this way becomes a billet or Cast ingot. The ingot is then surface treated, up to a cold rolled, a precipitation process for 5-12 hours subjected to a temperature in the range of 450-520 degrees Celsius, cold rolled again and finally an annealing process under Tension, z. B. under tensile stress, for less than 90 seconds subjected to a temperature in the range of 350-550 degrees Celsius.

Das besondere Merkmal des zuvor genannten Herstellungsverfahrens besteht darin, auf eine Vergütungsbehandlung der eingangs genannten Art zu verzichten, welche bei einer herkömmlichen Herstellung einer Ausscheidungslegierung wesentlich ist. Wegen der erfindungsgemäßen Hemmung des Wachstums der Ausscheidungspartikel und dem nachfolgenden Wachstum von Ni₂Si während dem Erstarren der Schmelze – verursacht durch das hinzugegebene im Grundmaterial gelöste Sn – wird das Ausscheidungsvermögen zum Zeitpunkt eines Aushärtungsvorgangs gleich groß wie bei einem Material, welches einem Lösungsglühen unterworfen wurde. Die Erfindung verzichtet jedoch auf eine derartige Vergütungsbehandlung des Barrens innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann auch angewendet werden für Materialien aus Mg, welche z. B. das einleitend genannte C7025-Zusammensetzung von Olin enthalten, sowie für Materialien aus der koreanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 94-10455 (sog. PMC102M-Legierung).The special feature of the aforementioned manufacturing method is to dispense with a tempering treatment of the type mentioned, which is essential in a conventional production of a precipitation alloy. Because of the inhibition of the growth of the precipitate particles according to the present invention and the subsequent growth of Ni ₂ Si during the solidification of the melt caused by the added Sn dissolved in the base material, precipitating power at the time of curing becomes equal to that of a material subjected to solution annealing , However, the invention dispenses with such a tempering treatment of the ingot within a certain temperature range. The manufacturing method of the invention can also be applied to materials of Mg, which z. B. contain the aforementioned called C7025 composition of Olin, as well as materials from the Korean Patent Laid-Open Publication No. 94-10455 (so-called PMC102M alloy).

Im nachfolgenden wird Näheres zur Wahl der Bedingungen während des Ausscheidungsprozesses (Temperatur im Bereich von 450–550 Grad Celsius und Dauer von 5–12 Stunden) und während des Ausheilungsprozesses unter Spannung (Temperatur zwischen 350 und 550 Grad Celsius für eine Dauer von etwa 90 Sekunden) wird folgendes ausgeführt:
Falls die Kupferlegierung nach der vorliegenden Erfindung bei einer Temperatur unterhalb von 450 Grad Celsius ausgehärtet würde, wäre – trotz der hochwertigen Auscheidungen aufgrund der durch des Sn-Zusatz bewirkten Hemmung des Ausscheidungswachstums – eine verlängerte Aushärtung von mehr als 12 Stunden notwendig, um eine ausreichende Dehnbarkeit, Biegsamkeit und Bruchfestigkeit für Anwendungen als Leiter für Halbleiterbauelemente zu garantieren. Daher wäre die auf diese Weise hergestellte Kupferlegierung nicht besonders günstig in Hinsicht auf Produktivität und kann zudem aufgrund der inadäquaten Ausscheidungsbedingungen eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen (da das Ausscheidungsvermögen zu gering ist).In the following, details on the choice of conditions during the elimination process (temperature in the range of 450-550 degrees Celsius and duration of 5-12 hours) and during the annealing process under tension (temperature between 350 and 550 degrees Celsius for a period of about 90 seconds ) the following is executed:
If the copper alloy according to the present invention were cured at a temperature below 450 degrees Celsius, a prolonged cure of more than 12 hours would be necessary to provide sufficient stretchability, despite the high quality precipitates due to Sn addition inhibition of precipitate growth To guarantee flexibility and break strength for applications as conductors for semiconductor devices. Therefore, the copper alloy thus produced would not be particularly favorable in terms of productivity and, in addition, may have a low electrical conductivity due to the inadequate precipitation conditions (since the precipitating ability is too low).

Übersteigt die Aushärtungstempertur den Wert von 520 Grad Celsius, so zeigt die Kupferlegierung einen steilen Abfall der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund des Aufschmelzens der Lösung der Ausscheidungen zusammen mit einer Abnahme eines thermischen Erweichungswiderstandes aufgrund des ausbleibenden Ausscheidungseffektes. Der letztgenannte Ausscheidungseffekt bleibt unter diesen Bedingungen deshalb aus, weil die Ausscheidungspartikel dazu tendieren, grob bzw. rauh zu werden.exceeds the curing temperature the value of 520 degrees Celsius, so the copper alloy shows a steep drop in electrical conductivity due to reflow the solution the precipitates together with a decrease of a thermal Softening resistance due to the lack of excretion effect. The latter extermination effect remains under these conditions therefore, because the precipitate particles tend to be coarse or rough.

Falls die Temperatur im Falle des Ausheilungsprozesses zu gering ist, d. h. unterhalb von 350 Grad Celsius liegt, kann eine Versetzung innerhalb einer kurzen Zeit nicht ausgeheilt werden, d. h. nicht zum Bewegen und zum Festsetzen an einer bestimmten Stelle veranlaßt werden, da die hierfür erforderliche Aktivierungsenergie nicht ausreichend ist. Daher wird man in diesem Fall kaum einen Spannungsausheilungseffekt erwarten können. In entsprechender Weise ist es unter diesen Bedingungen schwierig, eine gewünschte Federsteifigkeit des hergestellten Materials zu erreichen. Falls die Temperatur den Wert von 550 Grad Celsius übersteigt, ist aufgrund des schnellen Wechsels der physikalischen Eigenschaften innerhalb einer kurzen Zeit eine zuverlässige Kontrolle während der Ausheilungszeit kaum durchführbar, was sich negativ auf Elastizität und Festigkeit des Materials auswirkt.If the temperature in the case of the annealing process is too low, d. H. below 350 degrees Celsius, can be a displacement not healed in a short time, d. H. Not be made to move and settle at a certain place, because the for this required activation energy is insufficient. Therefore, will In this case, you hardly expect a tension-healing effect can. Similarly, under these conditions, it is difficult to a desired one To achieve spring stiffness of the material produced. If the temperature exceeds the value of 550 degrees Celsius, is due to the rapid change of physical properties within one short time a reliable one Control during the healing time is hardly feasible, which negatively affects elasticity and Strength of the material affects.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert:
Dabei werden die Schmelz- und Gießvorgänge der erfindungsgemäßen Kupferlegierung unter Atmosphärendruck durchgeführt. Ferner wird die Kupferlegierung bevorzugt in Streifen gegossen (Dicke < 25 mm; Gießtechnik = vertikales semikontinuierliches Gießen (VCC) oder horizontales kontinuierliches Gießen (HCC)). Nachdem das gegossene Material kaltgewalzt worden ist, wird es einem Ausscheidungsprozeß unterworfen – und zwar ohne jede Vergütungsbehandlung.The present invention will now be explained with reference to preferred embodiments:
The melting and casting operations of the copper alloy according to the invention are carried out under atmospheric pressure. Further, the copper alloy is preferably cast in strips (thickness <25 mm; casting technique = vertical semicontinuous casting (VCC) or horizontal continuous casting (HCC)). After the cast material is cold rolled, it is subjected to a precipitation process - without any tempering treatment.

Die Legierung nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird aus einem Material mit einer in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigten chemischen Zusammensetzung geschmolzen und gegossen. Die hieraus gewonnene Legierung wird oberflächenbehandelt – jedoch ohne Vergütungsglühen – und bis zu einer Dicke von 1,5 mm kaltgewalzt. Sodann wird das kaltgewalzte Material einem Ausscheidungsprozeß für 5–12 Stunden bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 450–520 Grad Celsius unterworfen und sodann nochmals bis zu einer Dicke von 0,254 mm kaltgewalzt. Sodann wird das kaltgewalzte Material einem Ausheilungsprozeß unter Spannung für weniger als 90 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich von 350–550 Grad Celsius ausgesetzt, um eine Zugfertigkeit von mehr als 40 kg/mm² zu erhalten. Ein Ausschnitt eines fertigen Produktes wurde mit einem Elektronenmikroskop beobachtet und die Größe der Ausscheidungen bis zu Maximalwerten von 0,3–0,4 μm ermittelt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. TABELLE 1

(Ts. Kb: kg/mm², EC: %, IACS, EL: %) 1 kg ≙ 9,81 N
1*: Ausscheidungsgröße
2*: Zugfestigkeit
3*: Dehnung
4*: Härte
5*: Elektrische Leitfähigkeit
6*: Feder(steifigkeits)grenze
7*: Ausscheidungsbedingungen
8*: Zugausheilungsbedingungen
9*: Identische Verbindung wie Nr. 13

The alloy according to the first embodiment is made of a material having one in the following melted and poured according to Table 1 shown chemical composition. The resulting alloy is surface treated, but without annealing, and cold rolled to a thickness of 1.5 mm. The cold rolled material is then subjected to a precipitation process for 5-12 hours at a temperature within the range of 450-520 degrees Celsius and then cold rolled again to a thickness of 0.254 mm. The cold rolled material is then subjected to an annealing process under tension for less than 90 seconds at a temperature in the range of 350-550 degrees Celsius to obtain a draft of greater than 40 kg / mm ² . A section of a finished product was observed with an electron microscope and the size of the precipitates was determined up to maximum values of 0.3-0.4 μm. The results are shown in Table 1 below. TABLE 1

(Ts. Kb: kg / mm ² , EC:%, IACS, EL:%) 1 kg ≙ 9.81 N
1 *: elimination size
2 *: tensile strength
3 *: stretching
4 *: hardness
5 *: electrical conductivity
6 *: spring (stiffness) limit
7 *: elimination conditions
8 *: train heal conditions
9 *: Identical connection as No. 13

Zum Vergleich sind in der Tabelle 1 Legierungen Nr. 13 bis 18 angegeben, welche aus der JP J1603381 von Nihon Kougyo bekannt sind. Die Größen der Ausscheidungspartikel erreichen dabei Werte von mehr als 1 μm, was für ein modernes Herstellungsverfahren unpraktikabel ist, da es eine lange Zeit, nämlich mehr als 20 Stunden, und hohe Temperatur zur Herstellung derartig grobkörniger Ausscheidungspartikel bedarf. Bei solchen Herstellungsbedingungen nehmen sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch Festigkeit und Härte des Materials erheblich ab, da sich instabile feine Ausscheidungen wieder zu einem Gefüge verfestigen. Ferner sind Lötverhalten und Galvanisierungsverhalten umso ungünstiger, je grobkörniger die Größe der Ausscheidungen ist. Selbst mit einer Vergütungsbehandlung bei 800 Grad Celsius, d. h. mit Vergütungsglühen, und einem Ausscheidungsprozeß für die Dauer von 6 Stunden bei 420 Grad Celsius, wie in der zuvor genannten Druckschrift von Nihon Kougyo näher beschrieben, können gute Charakteristika nicht erreicht werden.For comparison, Table 1 shows alloys Nos. 13 to 18, which are known from the JP J1603381 are known by Nihon Kougyo. The sizes of the precipitate particles reach values of more than 1 .mu.m, which is impractical for a modern production process, since it takes a long time, namely more than 20 hours, and high temperature for the production of such coarse-grained precipitate particles. Under such conditions of production, both the electrical conductivity and the strength and hardness of the material decrease considerably, since unstable fine precipitates solidify again into a microstructure. Furthermore, the coarser the size of the precipitates, the more unfavorable are the soldering behavior and plating behavior. Even with a tempering treatment at 800 degrees Celsius, ie with tempering annealing, and an elimination process for 6 hours at 420 degrees Celsius, as further described in the aforementioned Nihon Kougyo reference, good characteristics can not be achieved.

Um einen thermischen Erweichungswiderstand zu messen, welcher benötigt wird für Anwendungen als Leitermaterial, wird Verbindung Nr. 10 aus Tabelle 1 hinsichtlich der Änderung ihrer Zugfestigkeit nach einem Ausheilvorgang bei einer Temperatur im Bereich von 300–700 Grad Celsius für 30 Minuten und nach Abkühlen in Luft gemessen. Der hieraus gewonnene Kurvenverlauf der Messungen des Wärmeerweichungswiderstandes ist in 1 dargestellt. Daraus ergibt sich, daß eine Zugfestigkeit von über 80% einer anfänglichen Zugfestigkeit bis zu etwa 500 Grad Celsius aufgrund der Hemmung des Ausscheidungswachstums beibehalten werden kann.In order to measure a thermal softening resistance needed for conductor material applications, Compound No. 10 of Table 1 changes its tensile strength after annealing at a temperature in the range of 300-700 degrees Celsius for 30 minutes and after cooling in air measured. The resulting curve of the measurements of the heat softening resistance is in 1 shown. As a result, a tensile strength of over 80% of an initial tensile strength up to about 500 degrees Celsius can be maintained due to the inhibition of precipitation growth.

Die in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungen zeigen mikroskopische Ansichten von Ausscheidungsverteilungen zwischen verschiedenen Verfahrensschritten an dem obigen ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Legierung Nr. 10 in Tabelle 1 verwendet wird.The The embodiments shown in the following figures show microscopic Views of excretion distributions between different process steps in the above first embodiment, wherein alloy No. 10 in Table 1 is used.

2 zeigt beispielsweise ein Material, das gegossen und kaltgewalzt wurde, ohne ein Vergütungsglühen durchzuführen. Im Vergleich zeigt 3 ein Material, das gegossen, sodann einer Vergütungsglühbehandlung unterworfen und schließlich kaltgewalzt wurde. Wie an diesen Bildern ersichtlich ist, können keine Ausscheidungen im Materialgefüge gefunden werden. Es wurde angenommen, daß eine ausreichende Ausscheidung (aufgrund Übersättigung des gelösten Elements) bei einem Zusatz von Sn erfolgt, selbst wenn auf eine Vergütungsbehandlung verzichtet wird. Dies wird im nachfolgenden näher erläutert:
Die 4 und 5 zeigen mikroskopische Aufnahmen der Materialien in den 2 und 3, nachdem diese jeweils einem Ausscheidungsprozeß bei etwa 490 Grad Celsius für eine Dauer von 12 Stunden unterworfen wurden, um vergleichsweise Verteilungen von Ausscheidungen zu veranschaulichen. Dabei sind die weißen Stellen in den 4 und 5 grobkörnige Ausscheidungen. 2 shows, for example, a material that has been cast and cold rolled without performing annealing annealing. In comparison shows 3 a material which was cast, then subjected to a temper annealing treatment and finally cold rolled. As can be seen from these pictures, no precipitations in the material structure can be found. It has been considered that sufficient excretion (due to supersaturation of the solute element) occurs upon addition of Sn, even if a tempering treatment is omitted. This will be explained in more detail below:
The 4 and 5 show microscopic photographs of the materials in the 2 and 3 after each having been subjected to a precipitation process at about 490 degrees Celsius for a period of 12 hours to illustrate comparatively distribution of precipitates. Here are the white spots in the 4 and 5 coarse-grained precipitates.

Demnach erreicht die Erfindung auch ohne jede Vergütungsbehandlung eine ausreichende Ausscheidungsbildung allein durch den Zusatz von Sn. Dies beruht im wesentlichen auf einem durch den Sn-Zusatz bewirkten Diffusionsblockierungseffekt der in Festkörperlösung gelösten Elemente. Ein Vergleich der physikalischen Eigenschaften dieser Proben ist in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt. TABELLE 2 Verfahrensschritte Zugfestigkeit (kg/mm²) 1 kg ≙ 9,81 N Dehnung (%) Härte (Hv) Elektrische Leitfähigkeit (%) ohne Vergütungsglühen Gießen - - 104 24 Kaltwalzen 1,5 mm 56 4 166 23 Ausscheidung 490 × 12 h 50 20 160 49 mit Vergütungsglühen Gießen - - 104 24 Kaltwalzen 1,5 mm 54 6 164 24 Ausscheidung 490 × 12 h 51 19 151 49 Accordingly, even without any tempering treatment, the invention achieves sufficient precipitation formation solely by the addition of Sn. This is essentially due to a diffusion blocking effect of the elements dissolved in solid solution caused by the Sn addition. A comparison of the physical properties of these samples is shown in Table 2 below. TABLE 2 steps Tensile strength (kg / mm ² ) 1 kg ≙ 9,81 N Strain (%) Hardness (Hv) Electric conductivity (%) without annealing annealing to water - - 104 24 Cold rolling 1.5 mm 56 4 166 23 Excretion 490 × 12 h 50 20 160 49 with tempering annealing to water - - 104 24 Cold rolling 1.5 mm 54 6 164 24 Excretion 490 × 12 h 51 19 151 49

Betrachtet man die Änderungen in Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit einer Ausscheidungslegierung in Abhängigkeit der Ausscheidungseffekte, so zeigt die Festigkeit ihr Maximum, wenn die Ausscheidungspartikel nach der Ausscheidung mit dem Gefüge bzw. der Matrix zusammenhängen, aber noch nicht vollständig ausgewachsen sind. Andererseits zeigt die elektrische Leitfähigkeit ihr Maximum, wenn die Ausscheidungspartikel vollständig ausgewachsen und mit dem Gefüge nicht zusammenhängend sind. Vergleicht man nun die Materialien in den 4 und 5, so hat trotz ähnlicher Verteilungen von Ausscheidungen die feinere Struktur des Materials in 4 bessere mechanische Eigenschaften als das Material in 5, obwohl die elektrische Leitfähigkeit der Materialien in den 4 und 5 ähnlich sind (da die Menge an Ausscheidungspartikel, welche unter denselben Bedingungen erfolgen können, dieselbe ist).If one considers the changes in strength and electrical conductivity of a precipitation alloy as a function of the excretion effects, then the strength shows its maximum when the precipitate particles after the precipitation are connected with the microstructure or the matrix, but are not yet fully grown. On the other hand, the electrical conductivity shows its maximum when the precipitate particles are fully grown and not coherent with the microstructure. If one compares now the materials in the 4 and 5 Thus, despite similar distributions of precipitates, the finer structure of the material has 4 better mechanical properties than the material in 5 although the electrical conductivity of the materials in the 4 and 5 are similar (because the amount of exudate particles that can occur under the same conditions is the same).

6 zeigt einen Ausschnitt einer mikroskopischen Ansicht des Materials in 4, nachdem dieses einem Kaltwalzvorgang bis zu einer Dicke von 0,254 mm unterworfen und bei 500 Grad Celsius für etwa 60 Sekunden unter Spannung ausgeheilt wurde. Danach erkennt man, daß die Struktur des erfindungsgemäßen Materials in 6 fein ist. 7 zeigt zum Vergleich einen Ausschnitt einer mikroskopischen Ansicht der eingangs genannten C7025-Legierung von Olin. 6 shows a section of a microscopic view of the material in 4 after subjected to cold rolling to a thickness of 0.254 mm and annealed at 500 degrees Celsius for about 60 seconds under tension. Thereafter, it can be seen that the structure of the material according to the invention in 6 fine. 7 shows for comparison a section of a microscopic view of the aforementioned C7025 alloy from Olin.

Die 8 und 9 zeigen ferner abschnittsweise mikroskopische Ansichten einer PMC-102 Legierung (8) bzw. eine Legierung aus der Druckschrift JP S60-45698 von Nihon Kougyo (9). Dabei erkennt man, daß grobkörnige Ausscheidungen viel häufiger vorkommen als bei der vorliegenden Erfindung.The 8th and 9 further show in sections microscopic views of a PMC-102 alloy ( 8th ) or an alloy from the document JP S60-45698 by Nihon Kougyo ( 9 ). It can be seen that coarse-grained precipitates occur much more frequently than in the present invention.

Die nachfolgende Tabelle 3 faßt die Größen und und Verteilungen der Ausscheidungspartikel in den 6–8 zusammen. TABELLE 3 Probe Messung Nr. Partikelanzahl/100 μm² Durchschnittliche Partikelanzahl/100 μm² Partikeldichte/μm² Erfindungsgemäße Legierung Cu-2Ni-0,4Si-0,4Sn 1 23 23,5 0,235 2 32 3 24 4 23 5 19 6 20 C7025 (Olin) Cu-3Ni-0,65Si-0,15Mg 1 12 13,5 0,135 2 7 3 13 4 18 5 14 6 17 CC101 (Nihon Kougyo) Cu-1,6Ni-0,4Si-0,4Zn 2,5 *1 0,025 1 2,5 PMC102 (PoongSan) Cu-1,5Ni-0,3Si-0,03P 1 21 16,7 0,167 2 17 3 18 4 16 5 15 6 13 Table 3 below summarizes the sizes and distributions of the exudate particles in the 6 - 8th together. TABLE 3 sample Measurement no. Number of particles / 100 μm ² Average number of particles / 100 μm ² Particle density / μm ² Alloy Cu-2Ni-0.4Si-0.4Sn according to the invention 1 23 23.5 0,235 2 32 3 24 4 23 5 19 6 20 C7025 (Olin) Cu-3Ni-0.65Si-0.15Mg 1 12 13.5 0.135 2 7 3 13 4 18 5 14 6 17 CC101 (Nihon Kougyo) Cu-1.6Ni-0.4Si-0.4Zn 2.5 * 1 0.025 1 2.5 PMC102 (PoongSan) Cu-1.5Ni-0.3Si-0.03P 1 21 16.7 0.167 2 17 3 18 4 16 5 15 6 13

Nach alledem liefert die Erfindung eine hochwertige Kupferlegierung mit exzellenten mechanischen und physikalischen Eigenschaften einschließlich eines hohen thermischen Erweichungswiderstandes, bei welcher vorteilhaft die Ausscheidungspartikel fein verteilt sind.To All this provides the invention with a high quality copper alloy excellent mechanical and physical properties including one high thermal softening resistance, in which advantageous the excretion particles are finely distributed.

Für den Fachmann ist klar, daß verschiedene Modifikationen und Variationen bei dem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen nach der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.For the expert it is clear that different Modifications and variations in the method of manufacture of semiconductor devices according to the present invention are possible, without departing from the scope of the invention.

Claims

Product of high strength, high electrical conductivity copper alloy with inhibited precipitation growth consisting of 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8 % Tin (Sn) and the balance of copper and unavoidable impurities, with nickel (Ni) being replaceable up to 1% by iron (Fe) or cobalt (Co), the size of the precipitate particles in the product being less than 0.5 μm is, the precipitate particle number in the product is between 19 and 32 per 100 μm ² , and the product is prepared by a process without a tempering treatment, comprising the steps of: - melting and pouring raw materials into a billet of 0.5-4, 0% nickel (Ni), 0.1-1.0% silicon (Si), 0.05-0.8% tin (Sn), as well as remaining copper and unavoidable impurities, with nickel (Ni) up to 1% Iron (Fe) or cobalt (Co) is replaceable; - Surface treatment and cold rolling of the billet; Annealing the cold rolled billet at a temperature in the range of 450-550 ° C for 5 to 12 hours; - Cold rolling of the material subjected to the precipitation process; and annealing the cold rolled alloy at a temperature in the range of 350 to 550 ° C for less than 90 seconds.

Process for the preparation of a product from a Copper alloy according to claim 1 without tempering treatment, with the following steps: - Melting and casting from raw materials to a billet of 0.5-4.0% nickel (Ni), 0.1-1.0% Silicon (Si), 0.05-0.8% Tin (Sn) and the remainder of copper and unavoidable impurities, wherein nickel (Ni) up to 1% by iron (Fe) or cobalt (Co) replaceable is; - surface treatment and cold rolling the billet; - Annealing the cold-rolled billet at a temperature in the range of 450-550 ° C for 5 to 12 hours; - Cold rolling the material subject to the excretory process; and - Healings the cold rolled alloy at a temperature in the range of 350 to 550 ° C for less than 90 seconds.